Cette image du télescope spatial James Webb de la NASA d’un amas de galaxies massif appelé WHL0137-08 contient la galaxie la plus fortement agrandie connue dans le premier milliard d’années de l’univers : l’arc du lever du soleil, et dans cette galaxie, l’étoile la plus éloignée jamais détectée. L’étoile, surnommée Earendel, a été découverte pour la première fois par le télescope spatial Hubble. Des observations de suivi à l’aide de la caméra NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb révèlent que l’étoile est une étoile massive de type B plus de deux fois plus chaude que notre Soleil et environ un million de fois plus lumineuse.
Dans cette image, l’arc du lever du soleil apparaît juste en dessous du pic de diffraction à la position 5 heures. Les galaxies blanches plus floues au centre de l’image font partie de l’amas de galaxies liées par la gravité. Les différentes galaxies courbes plus rouges sont des galaxies d’arrière-plan captées par le miroir sensible de Webb.
Crédit : NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA pour l’ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Zolt G. Levay
Les observations suggèrent qu’Earendel a une étoile compagnon
La détection d’étoiles extrêmement lointaines, ou celles qui sont les plus proches dans le temps du big bang, peut donner un aperçu des premiers chapitres de l’histoire de notre univers. En 2022, le Le télescope spatial Hubble a battu son propre record et a repéré l’étoile la plus éloignée à ce jour. Cette étoile, surnommée Earendel, a émis sa lumière au cours du premier milliard d’années de l’univers.
Repérer et confirmer la distance de l’étoile n’est cependant que le début. C’est là que Nasac’est Télescope spatial James Webb Les premières observations d’Earendel par Webb ont révélé des informations sur le type d’étoile, et même sur la galaxie entourant l’étoile. Une analyse future des observations spectroscopiques Webb d’Earendel et de sa galaxie hôte, l’arc du lever du soleil, pourrait également révéler des informations sur la luminosité, la température et la composition.
Cette image du télescope spatial James Webb de la NASA montre un amas de galaxies massif appelé WHL0137-08, et à droite, un encart de la galaxie la plus fortement agrandie connue au cours du premier milliard d’années de l’univers : l’arc du lever du soleil. Dans cette galaxie se trouve l’étoile la plus éloignée jamais détectée, découverte pour la première fois par le télescope spatial Hubble.
L’instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb révèle que l’étoile, surnommée Earendel, est une étoile massive de type B plus de deux fois plus chaude que notre Soleil et environ un million de fois plus lumineuse. Les étoiles de cette masse ont souvent des compagnons. Les astronomes ne s’attendaient pas à ce que Webb révèle des compagnons d’Earendel car ils seraient si proches les uns des autres et indiscernables dans le ciel. Cependant, en se basant uniquement sur les couleurs d’Earendel détectées par Webb, les astronomes pensent voir des indices d’une étoile compagne plus froide.
Crédit : NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA pour l’ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Zolt G. Levay
Le télescope spatial Webb révèle les couleurs d’Earendel
Le télescope spatial James Webb de la NASA a suivi les observations du télescope spatial Hubble de l’étoile la plus éloignée jamais détectée dans l’univers très lointain, dans le premier milliard d’années après le big bang. L’instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb révèle que l’étoile est une étoile massive de type B plus de deux fois plus chaude que notre Soleil et environ un million de fois plus lumineuse.
Découverte et observation
L’étoile, que l’équipe de recherche a surnommée Earendel, est située dans la galaxie Sunrise Arc et n’est détectable qu’en raison de la puissance combinée de la technologie humaine et de la nature via un effet appelé lentille gravitationnelle. Hubble et Webb ont tous deux pu détecter Earendel grâce à son alignement chanceux derrière une ride dans l’espace-temps créée par l’énorme amas de galaxies WHL0137-08. L’amas de galaxies, situé entre nous et Earendel, est si massif qu’il déforme le tissu de l’espace lui-même, ce qui produit un effet grossissant, permettant aux astronomes de regarder à travers l’amas comme une loupe.
Voyagez vers l’amas de galaxies massif appelé WHL0137-08, qui contient la galaxie la plus fortement agrandie connue au cours du premier milliard d’années de l’univers : l’arc du lever du soleil, et à l’intérieur de cette galaxie, l’étoile la plus éloignée jamais détectée. Le voyage commence par une image au sol de l’astrophotographe Akira Fujii, puis se transforme en une plaque du Digitized Sky Survey. Ensuite, une image de la Dark Energy Camera sur l’observatoire Victor M. Blanco apparaît, puis enfin la vidéo arrive à l’image du James Webb Space Telescope de l’amas de galaxies.
Grossissement et enregistrement
Alors que d’autres caractéristiques de la galaxie apparaissent plusieurs fois en raison de la lentille gravitationnelle, Earendel n’apparaît que comme un seul point lumineux, même dans l’imagerie infrarouge haute résolution de Webb. Sur cette base, les astronomes déterminent que l’objet est agrandi d’un facteur d’au moins 4 000 et qu’il est donc extrêmement petit – l’étoile la plus éloignée jamais détectée, observée 1 milliard d’années après le big bang. Le précédent détenteur du record de l’étoile la plus éloignée a été détecté par Hubble et observé environ 4 milliards d’années après le big bang. Une autre équipe de recherche utilisant Webb a récemment identifié une étoile à lentille gravitationnelle qu’ils ont surnommée Quyllur, une étoile géante rouge observée 3 milliards d’années après le big bang.
Caractéristiques et compagnons
Des étoiles aussi massives qu’Earendel ont souvent des compagnons. Les astronomes ne s’attendaient pas à ce que Webb révèle des compagnons d’Earendel car ils seraient si proches les uns des autres et indiscernables dans le ciel. Cependant, en se basant uniquement sur les couleurs d’Earendel, les astronomes pensent voir des indices d’une étoile compagne plus froide et plus rouge. Cette lumière a été étirée par l’expansion de l’univers à des longueurs d’onde plus longues que les instruments de Hubble ne peuvent détecter, et n’était donc détectable qu’avec Webb.
Il s’agit d’une image de l’amas de galaxies WHL0137-08, qui comprend la galaxie Sunrise Arc, avec des flèches de boussole, une barre d’échelle et une clé de couleur. Les flèches nord et est de la boussole indiquent l’orientation de l’image sur le ciel. Notez que la relation entre le nord et l’est sur le ciel (vue d’en bas) est inversée par rapport aux flèches de direction sur une carte du sol (vue d’en haut).
Cette image montre des longueurs d’onde de lumière invisibles dans le proche infrarouge qui ont été traduites en couleurs de lumière visible. La clé de couleur indique quels filtres NIRCam (Near-Infrared Camera) ont été utilisés lors de la collecte de la lumière. La couleur de chaque nom de filtre est la couleur de la lumière visible utilisée pour représenter la lumière infrarouge qui traverse ce filtre. Sous l’image se trouve une clé de couleur indiquant quels filtres NIRCam ont été utilisés pour créer l’image et quelle couleur de lumière visible est attribuée à chaque filtre.
Crédit : NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA pour l’ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Zolt G. Levay
Caractéristiques de Sunrise Arc
Le NIRCam de Webb montre également d’autres détails notables dans l’arc du lever du soleil, qui est la galaxie la plus grossie jamais détectée au cours du premier milliard d’années de l’univers. Les caractéristiques comprennent à la fois de jeunes régions de formation d’étoiles et des amas d’étoiles établis plus anciens aussi petits que 10 années-lumière de diamètre. De part et d’autre de la ride de grossissement maximal, qui traverse Earendel, ces caractéristiques sont reflétées par la distorsion de la lentille gravitationnelle. La région formant les étoiles semble allongée et est estimée à moins de 5 millions d’années. Les points plus petits de chaque côté d’Earendel sont deux images d’un amas d’étoiles plus ancien et plus établi, estimé à au moins 10 millions d’années. Les astronomes ont déterminé que cet amas d’étoiles est gravitationnellement lié et qu’il persistera probablement jusqu’à nos jours. Cela nous montre comment les amas globulaires dans notre propre voie Lactée auraient pu ressembler lorsqu’ils se sont formés il y a 13 milliards d’années.
Analyse en cours et découvertes futures
Les astronomes analysent actuellement les données des observations de l’instrument NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) de Webb de la galaxie Sunrise Arc et d’Earendel, qui fourniront des mesures précises de composition et de distance pour la galaxie.
Depuis la découverte d’Earendel par Hubble, Webb a détecté d’autres étoiles très éloignées en utilisant cette technique, mais aucune aussi loin qu’Earendel. Les découvertes ont ouvert un nouveau domaine de l’univers à la physique stellaire et un nouveau sujet aux scientifiques étudiant l’univers primitif, où les galaxies étaient autrefois les plus petits objets cosmiques détectables. L’équipe de recherche espère prudemment que cela pourrait être une étape vers la détection éventuelle de l’une des toutes premières générations d’étoiles, composée uniquement des ingrédients bruts de l’univers créé dans le big bang – l’hydrogène et l’hélium.
Le télescope spatial James Webb est le premier observatoire scientifique spatial au monde. Webb résout les mystères de notre système solaire, regarde au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et sonde les structures et les origines mystérieuses de notre univers et notre place dans celui-ci. Webb est un programme international mené par la NASA avec ses partenaires, l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’Agence spatiale canadienne.
